La biosfera - Goisis Silvia

GOISIS SILVIA

la biosfera e la varietà delle specie

La varietà delle specie

LA NOMENCLATURA DELLE SPECIE

ibridi sterili

nomenclatura binomia

ClaClassificazione biologica

La scienza che si occupa di classificare gli esseri viventi si chiama tassonomia e deve la sua origine a Linneo. La classificazione è basata sui livelli gerarchici detti categorie. Le categorie sono i livelli gerarchici idee della classificazione nei quali sono collegati le unità tassonomiche.

La moderna classificazione

Si basa sulle somiglianze anatomiche e molecolari con lo scopo di ottenere informazioni sulla filogenesi. La classificazione moderna suddivide i viventi in 3 domini: - batteri - archeobatteri - eucarioti Procedendo all'indietro nella scala temporale i diversi rami convengono fino ad unirsi nel punto che talmente rappresenta l'antenato comune a tutte le specie viventi

Albero Filogenetico

ALGHE

Bacteria

PROTOZOI

ARCHAEA

Funghi & piante

Costituiscono due regni del dominio degli eucarioti

Funghi

piante

Comprende gli organismi pluricellulari autotrofi che compiono la fotosintesi

Comprende più di 100 000 specie

Invertebrati

Comprende più del 95% delle specie animali conosciute

Platelminti, nematodi, anellidi

Poriferi

Molluschi

Celenterati

invertebrati

Gruppo zoologico molto ampio e diversificato

Artropodi

Cefalocordati

Tunicati

Echinodermi

vertebrati

Sono divisi in 7 classi

Anfibi

Pesci

Nel loro ciclo vitale effettuano la metamorfosi

Sono tutti acquatici

vertebrati

la loro caratteristica più importante è la colonna vertebrale

uccelli

rettili

Sono omeotermi

Sono eterotermi

Le caratteristiche

I diversi gruppi di placentati

5400

Specie viventi

Mammiferi

Le tipologie

L'evoL'evoluzione modella la biosfera

LE PROVE SCIENTIFICHE DELL'EVOLUZIONE

È un fatto scientificamente accertato ed è supportato da numerose prove e osservazioni provenienti da diversi campi delle scienze naturali

L'embriologia comparata

Docuemntazione Fossile

La biologia molecolare

L'anatomia comparata

Linea del tempo

XVIII secolo

1850

1700

James Hutton

George Cuvier

Charles Darwin

1800

XVIII secolo

Jean Basptiste de Lamarck

George Louis Buffon

evoluzione e genetica

Mutazioni

Accoppiamenti non casuali

Una legge fondamentale della genetica di popolazione è nota come "equilibrio di Hardy-Weinberg". Afferma che la composizione genetica (frequenza degli alleli) di una popolazione che si riproduce sessualmente rimane costante nel tempo. Però alcuni fenomeni possono variare questo equilibrio determinando la microevoluzione :

Popolazione non isolata

Selezione naturale

Deriva genetica

Come agisce la selezione naturale

L'evoluzione per selezione naturale

La teoria dell'evoluzione di Darwin afferma che le specie cambiano nel tempo per opera della selezione naturale. Questa ha come risultato l'adattamento delle popolazioni al proprio ambiente.

+ info

L'adattamento all'ambiente

La comparsa di nuove specie

gradualismo filetico & Equilibri intermittenti

Tipi Di Speciazione

evoluzione della specie umana

Gli esseri umani condividono con gli altri primati molte caratteristiche: - Arti pensili - Occhi frontali - Lunghe cure parentali Altre sono caratteristiche peculiari : - La stazione eretta - Linguaggio articolato e simbolico

L'evoluzione umana

La biosfera: comunità e popolazioni

Com'è fatto un ecosistema

Il flusso di energia negli ecosistemi

I cicli della materia

coinvolgono sia le componenti abiotiche sia quelle biotiche

Ciclo dell'azoto

Ciclo del fosforo

Ciclo del carbonio

gli ecosistemi terrestri

1. Zone polari e di alta montagna

2. La tundra

3. Le foreste di conifere

Gli ecosistemi presenti sulle terre emerse sono chiamati anche BIOMI. Essi si possono suddividere in nove tipi principali. Ciascuno è caratterizzato da fattori abiotici e biotici differenti

4. Le foreste decidue delle zone temperate

5. Le praterie delle zone temperate

6. La macchia mediterranea

7. La savana

8. I deserti

9. Le foreste tropicali

Ecosistemi di acqua dolce

ecosistemi acquatici

Ecosistemi di acqua salata

gli effetti del riscaldamento globale sugli ecosistemi

Le attività antropiche sono la causa principale del riscaldamento globale

La tropicalizzazione del Mar Mediterraneo

L'impatto del riscaldamento globale sui viventi

riscaldamento globale

la densità di una popolazione

Uno dei parametri più importanti che caratterizzano una popolazione è la densità, ovvero il numero di individui presenti in una unità di superficie. Contare tutti gli individui di una popolazione non è facile, si ricorre al campionamento, cioè si contano gli individui presenti su aree campione. Per far fronte al calo drastico di una popolazione animale in una certa area e tutelarne la sopravvivenza si ricorre spesso a interventi di ripopolamento. Quando una specie invece è completamente scomparsa da una zona in cui è presente questi interventi si chiamano reintroduzioni.

Le comunità ecologiche e le interazioni al loro interno

Le interazioni nelle comunità

Le comunità: insiemi dinamici di popolazioni

La distribuzione degli individui nello spazio

Il modo in cui i membri di una popolazione sono dispersi in un'area è definito "modello di dispersione"

C = MODELLO REGOLARE È il risultato della competizione per la luce, acqua e sostanze nutritive per esempio nelle piante

A = MODELLO CASUALE Sono distribuiti in modo non uniforme nello spazio

B = MODELLO AGGREGATO Gli individui sono distribuiti a gruppi

La dinamica delle popolazioni

i modelli di crescita delle popolazioni

Fattori che regolano le dimensioni di una popolazione

Fattori limitanti

La dinamica delle popolazioni

i modelli di crescita delle popolazioni

Fattori che regolano le dimensioni di una popolazione

Fattori limitanti

GRAZIE!

2 = la predazione È l'interazione tra organismi in cui una specie si nutre di un'altra.troviamo due soggetti, il predatore e la preda. 3 = la simbiosiÈ un'interazione stretta e permanente che si stabilisce tra organismi di specie diverse.Ne esistono 3 tipi:Il parassitismo = in cui il parassita danneggia l'ospiteIl mutualismo = Quando due specie traggono reciproco beneficio dalla convivenzaIl commenslismo = quando una specie trae vantaggio da un'altra senza danneggiarla.

Tra gli organismi di una stessa comunità ecologica possono realizzarsi tre tipi di interazione. 1 = la competizione Si instaura tra gli individui di una comunità che per sopravvivere sfruttano le stesse risorse. - INTERSPECIFICA : 2 individui appartenenti a specie diverse - INTRASPECIFICA : individui della stessa specie Una competizione particolare è quella sessuale, che si instaura tra i maschi maschi di molte specie vertebrati per assicurarsi la possibilità di accorparsi con le femmine.

L'adattamento all'ambiente

I biologi definiscono "adattamenti" le strutture del corpo o i comportamenti che rendono gli organismi idonei all'ambiente in cui vivono. Alcuni adattamenti riguardano l'architettura generale del corpo, altri hanno lo scopo di rendere un animale meno visibile all'ambiente in cui vive, questa caratteristica è chiamata mimetismo. Anche nel mondo vegetale esistono meccanismi per sopravvivere e proliferare in un certo ambiente.

Si verifica quando una popolazione si riduce numericamente in seguito a una catastrofe.

Effetto collo di bottiglia

Si verifica quando un piccolo numero di individui si separa da una popolazione di grandi dimensioni per originarne una nuova.

Effetto del fondatore

&

Le piante

La distinzione è basata sulla presenza o meno di un sistema conduttore per il trasporto di acqua e minerali.Ci sono le piante Briofite (Bryphyta) prive di un sistema conduttore e il passaggio delle sostanze avviene per osmosi tra cellule adiacenti. Le piante Tracheofite (Tracheophyta) sono dotate di tessuti specifici per i trasporti di acqua e linfa. E si dividono in 3 unita tassonomiche:

• Pteridofite = si riproducono grazie a spore aploidi (es. Felci);
• Gimnosperme = sono piante a seme nudo (es. Conifere);

• Angiosperme = producono i semi all'interno del frutto che deriva dal fiore (es. Cigliegio).

Il principale serbatoio abiotico del fosforo sono le rocceAttraverso l'erosione delle rocce il fosforo passa nel suolo sottoforma di composti detti fosfati. Il fosforo è necessario per i processi di formazione delle ossa e dei denti nei vertebrati

La crescita di una popolazione limitata da una serie di variabili, chiamate fattori limitanti.Questi sono distinti in 2 gruppi: I fattori densità-dipendenti = hanno maggiore impatto sulla popolazione all'aumentare del numero di individui presenti in essa I fattori densità-indipendenti = determinano variazioni nella natalità o nella mortalità indipendentemente dalle dimensioni di una popolazione

L'evoluzione

Il naturalista francese Lamark ipotizzò che l'esistenza dei fossili e della varietà di forme viventi fosse l'evoluzione.Secondo il suo pensiero le specie cambiavano nel tempo per aumentare le loro probabilità di sopravvivenza e che questi cambiamenti fossero "adattativi". Secondo lui gli esseri viventi hanno una tendenza innata a evolvere verso una complessità maggiore. Questo meccanismo evolutivo è noto come ereditarietà dei caratteri acquisiti.

Teoria dell'attualismo

Hutton, uno dei fondatori della geologia, studiando le rocce osservando i fossili capì che il nostro pianeta era soggetto a cambiamenti lenti e graduali. Questo implicava che la terra fosse molto antica, un'idea in contrasto con la Bibbia.

Il naturalista francese Buffon ipotizzò che gli esseri viventi fossero stati creati come modelli ideali a partire dai quali si sarebbe poi generata la varietà di specie che osserviamo. Es. I leoni, i leopardi, i giaguari e i gatti domestici si sarebbero evoluti tutti a partire da un felino "ideale" originato dalla creazione

La crescita di una popolazione limitata da una serie di variabili, chiamate fattori limitanti.Questi sono distinti in 2 gruppi: I fattori densità-dipendenti = hanno maggiore impatto sulla popolazione all'aumentare del numero di individui presenti in essa I fattori densità-indipendenti = determinano variazioni nella natalità o nella mortalità indipendentemente dalle dimensioni di una popolazione

caratteristiche

I funghi sono eterotrofi. Possiedono una parete rigida costituita da chitina e da numerosi filamenti detti ife che si ramificano formando una massa, il micelio.Può riprodursi sia in modo asessuato sia in modo sessuato. Nel primo caso o per divisione cellulare o attraverso la produzione di spore. Nel secondo due ife aploidi si uniscono e fondono i nuclei.

Si riassume in 4 punti:

• La sovrapproduzione di prole
• La variabilità dei caratteri

• Il diverso adattamento all'ambiente con in successo riproduttivo differenziato

• Caratteri ereditabili trasmessi alla prole

Gli effetti del riscaldamento globale hanno un impatto importante anche sugli ecosistemi acquatici. L'aumento di temperatura delle acque ha determinato lo spostamento e l'ampliamento dell'areale.La tropicalizzazione del Mar Mediterraneo è un esempio di questo processo. Le specie tropicali penetrate nel Mediterraneo sono dette specie aliene e sono più di 955, comprendono sia pesci che alghe.

Il principale serbatoio di azoto è l'atmosfera, contiene il 78% di azoto.Il movimento ciclico dell'azoto è garantito dall'attività di vari tipi di batteri: - Batteri azotofissatori- Batteri nitrificanti- Batteri denitrificantiDi recente le attività umane hanno modificato il ciclo dell'azoto, una causa ne sono i fertilizzanti

È un metodo ideato da Linneo nel 1753, utilizzato per attribuire a ciascuna specie un nome che serve a identificarla. Il Nome scientifico di una specie è composto da due parole latine: 1) La prima indica il genere a cui appartiene; 2) La seconda è un attributo che indica la specie.

Es. Hyla versicolor

Ecosistemi di acqua dolce

Laghi, stagni, fiumi e torrenti sono esempi di ecosistemi di acqua dolce. Nei fiumi nei torrenti l'acqua scorre nell'alveo con una velocità variabile a seconda della sua pendenza; nei laghi invece il ricambio è lento e negli stagni le acque sono stagnanti. Nei laghi negli stagni è la luce influenzare la vita degli organismi. La temperatura è un fattore a biotico importante per le comunità di acqua dolce, per esempio d'estate nei laghi si forma uno strato d'acqua superficiale più caldo e meno denso di quello sottostante.

Le caratteristiche

Gli uccelli sono specializzati nel volo grazie alle ali, formate dalle penne.Molte ossa dello scheletro sono cave e al loro interno contengono sacche piene di aria che servono per alleggerire il peso. Gli uccelli sono animali omeotermi, Generano calore mediante i processi metabolici. Gli uccelli depongono uova all'interno di un nido che varia in base alla specie

Homo sapiens

Secondo gli scienziati 10 milioni di anni fa, in Africa orientale, ci sarebbero stati profondi cambiamenti ambientali, il Rift Valley. Questo avrebbe cambiato la distribuzione delle piogge (a ovest clima più umido ed a est clima più secco). In questo ambiente si svilupparono gli ominidi, come Lucy. 1 milione di anni dopo si sviluppò l'homo, con un cervello più voluminoso e una mandibola ridotta. Il primo ominide a uscire dall'Africa è stato l'Homo erectus circa 1,8 milioni di anni fa.

La maggior parte del carbonio si trova disciolto negli oceani e contenuta nei minerali che formano le rocce.Il trasferimento di carbonio è molto più rapido tra gli organismi e l'atmosfera rispetto che dalle rocce alle altre componenti dell'ecosistema.

La crescita di una popolazione spesso rappresentata in un grafico che riporta la dimensione della popolazione in funzione del tempo.Una popolazione che si moltiplica con un tasso di riproduzione costante cresce secondo un modello di crescita esponenziale. Invece nella crescita logistica a una fase esponenziale segue una stabilizzazione della curva, assumendo una forma a "S".

Si verifica quando una popolazione viene divisa da una barriera geografica che impedisce fisicamente l'incrocio tra gli individui.

Speciazione geografica

Si verifica quando tra due popolazioni si generano barriere riproduttiva senza che queste siano fisicamente separate. [ più frequente nelle piante ]

Speciazione simpatrica

VS

il viaggio di Darwin

Il naturalista Darwin sviluppò la sua teoria grazie all'osservazioni compiute Durante un viaggio intorno al mondo durato 5 anni sul brigantino Beagle. Riuscì a spiegare l'origine degli atolli corallini, piccole isole a forma di anello con al centro una laguna circoscritte da una scogliera corallina.

Darwin lasciava spesso la nave per esplorare le regioni interne dove raccoglieva fossili e collezionava esemplari di piante animali. Studiò anche le Galapagos le quali sono caratterizzate da una grande biodiversità.Tornato in patria studiò per oltre 20 anni i suoi appunti fino a formulare la teoria dell'evoluzione delle specie per selezione naturale.

La crescita di una popolazione spesso rappresentata in un grafico che riporta la dimensione della popolazione in funzione del tempo.Una popolazione che si moltiplica con un tasso di riproduzione costante cresce secondo un modello di crescita esponenziale. Invece nella crescita logistica a una fase esponenziale segue una stabilizzazione della curva, assumendo una forma a "S".

I Rettili

I dinosauri facevano parte dei rettili

Essi possiedono l'epidermide ricoperta di squame, strutture cornee che riducono la disidratazione.Essi sono riusciti ad ambientarsi sulle terre emerse grazie allo sviluppo di un nuovo dotato di guscio resistente, detto uovo amniotico. I rettili sono eterotermi, ossia non riescono a regolare la temperatura corporea mediante il metabolismo.

Ecosistemi di acqua salata

La terra è costituita da tre quarti della superficie da oceani e mari, in questi è possibile distinguere diverse zone ciascuna determinata da vari organismi:

• Zona intercotidale [confine tra terra e mare]
• Zona pelagica [mare aperto]
• Zona bentonica [fondale]

Le regioni delle comuni comunità pelagiche e bentoniche in cui penetra la luce del sole sono raggruppate in una zona detta zona fotica. Al di sotto di questa si estende un'ampia regione buia, la zona afotica.

Sebbene il clima evolve nel tempo in modo naturale, la maggior parte degli scienziati concorda sul fatto che i cambiamenti recenti siano da imputare alle attività umane.Il riscaldamento globale si deve principalmente all'aumento dell'effetto serra a sua volta provocato dall'immissione nell'atmosfera di gas, come l'anidride carbonica e il metano.

Le dimensioni di una popolazione possono variare considerevolmente nel tempo: queste variazioni e i fattori che le regolano rappresentano la dinamica delle popolazioni.Il numero di individui di una popolazione influenzato da 4 fattori: la natalità, l'immigrazione, la mortalità e l'emigrazione. I dati relativi all'età degli individui di una popolazione sono importanti per individuare i tassi di natalità e mortalità; il loro andamento può essere visualizzato su grafici dette curve di sopravvivenza.

zebrallo

È un ibrido sterile frutto dell'incrocio tra un cavallo e una zebra. È detto sterile poiché formato da due specie molto simili Invece 2 specie differenti non sono in grado di produrre una prole fertile poichè tra le due specie esiste un "isolamento riproduttivo" che impediscono la formazione dell' embrione

Teoria del catastrofismo

Secondo il paleontologo francese Cuvier le numerose specie estinte esistevano già dal momento della creazione e la loro scomparsa sarebbe stata causata da periodici eventi catastrofici.

Una comunità ecologica è l'insieme di tutte le popolazioni di un determinato territorio e comprende perciò microrganismi, le piante, i funghi e gli animali dei vari habitat presenti in un'area.L'abbondanza relativa delle specie, cioè il numero di individui di ciascuna specie presenti in una comunità ecologica, dipende da 3 fattori:

• Abbondanza delle risorse
• Dimensione degli individui
• Organizzazione sociale

I pesci

Vivono in quasi tutti i mari, i laghi o i fiumi della Terra. Possiedono un corpo idrodinamico con una temperatura simile a quella dell'ambiente circostante. Sono dotati di branchie, l'organo respiratorio che consente di prelevare l'ossigeno disciolto in acqua.

• Agnati = hanno la bocca circolare provvista di ventose
• Condroitti = sono pesci cartilaginei con uno scheletro flessibile
• Ostentati = hanno la vescica natatoria un sacco pieno di gas che regola il galleggiamento

Le dimensioni di una popolazione possono variare considerevolmente nel tempo: queste variazioni e i fattori che le regolano rappresentano la dinamica delle popolazioni.Il numero di individui di una popolazione influenzato da 4 fattori: la natalità, l'immigrazione, la mortalità e l'emigrazione. I dati relativi all'età degli individui di una popolazione sono importanti per individuare i tassi di natalità e mortalità; il loro andamento può essere visualizzato su grafici dette curve di sopravvivenza.

Tra le conseguenze ecologiche del riscaldamento globale ci sarebbe il cambiamento dell'andamento stagionale di alcuni fenomeni biologici.Altri cambiamenti dovuti al riscaldamento del clima potrebbero portare a modificazioni dell'areale, cioè dell'area di distribuzione di una specie. L'effetto finale dei cambiamenti potrebbe essere l'estinzione con la conseguenza della perdita di biodiversità.

Darwin riteneva che i cambiamenti evolutivi avvenissero in modo lento e graduale; le nuove specie si generano attraverso minimi e impercettibili cambiamenti che si accumulano e si sommano di generazione in generazione.

Gradualismo filetico

Le specie evolverebbero rapidamente, cioè nell'arco din una o poche generazioni. Dopo questa rapida evoluzione seguirebbe un lungo periodo di stasi durante la quale la nuova specie rimarrebbe immutata fino all'estinzione.

Equilibri intermittenti

&

amphi = doppio Bios = vita

Trascorrono la loro vita in acqua e sulla terrafermaSono raggruppate in 3 ordini:Anuri = privi di codaUrodeli = dotati di coda e 4 artiApodi = privi di arti e quasi ciechiGli anfibi sono legati all'acqua per la fase di riproduzione. Le uova sono prive di strutture protettive e devono essere quindi deposte nell'acqua.